05 марта 2016г.
Крупнейшими источниками загрязнения окружающей среды являются предприятия машиностроительной, химической и нефтехимической промышленности. Широко распространенным отходом машиностроения являются отработанные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), используемые при механической обработке металлов. Отработанная СОЖ – это особый вид опасных многотоннажных отходов, которая подлежит обязательному обезвреживанию.
В процессе использования СОЖ загрязняются механическими примесями (частицами металла и абразива), теряют свои технологические свойства. Это приводит к необходимости их частой замены и обязательной переработке и утилизации после отработки. Сброс отработанной СОЖ без очистки в общую систему канализации и водоемы запрещается, т.к. они относятся к 3 классу опасности. В состав отработанной СОЖ входит: минеральное масло 4,2%, сырое талловое масло 0,4%, полигликоль 0,08% , госсиполовая смола 0,44%, гидроксид натрия 0,052%, водопроводная вода 64,5-74,5%.
Существуют несколько методов обезвреживания отработанной СОЖ (центрифугирование, реагентный метод разделения, разделение эмульсии за счет флотации, ультрафильтрация) [2]. Так, на заводе по изготовлению холодильного оборудования применяется реагентный метод с разделением отработанной СОЖ серной кислотой. Схема регенерации отработанной СОЖ изображена на Рисунке 1.
Отработанная СОЖ поступает
в резервуар 1, тонкой струей, при перемешивании, заливают
серную кислоту из бака 2. Нагревают до температуры 60-70 °C и производят отстаивание в течение
суток. При этом происходит полное разделение эмульсии
на масло и водный раствор.
После отстаивания
производят
слив
отделённой
воды
через
нижний патрубок в емкость для сбора отделённой воды 4. При появлении
масла на выходе слив прекращают, начинают слив масла
через верхний патрубок резервуара в емкость для накопления масла 3. Воду нейтрализуют щелочью (раствор гидроксида натрия) из бака 5 и сливают
в кислотно-щелочную канализацию. Выделенное из отработанной эмульсии
масло используют повторно
или сдают сторонним организациям, имеющим лицензию
в области обращения с отходами.
Основными достоинствами способа являются: простота
реализации технологического процесса, доступное оборудование, низкие
затраты на реагенты.
Существенными недостатками являются: кислая реакция
очищенной воды (pH=1-2) и необходимость в ее щелочной нейтрализации, изготовление аппаратуры из кислотно-стойких материалов, длительность процесса разделения.
Существует способ регенерации отработанной СОЖ в замкнутых
оборотных системах (когда одна и та же эмульсия непрерывно циркулирует в системе
и по необходимости производится восстановление ее рабочих свойств) с применением метода коагуляции. Он заключается в переводе частиц
масла и других примесей
в хлопья [1]. Расход
коагулянта составляет 50-70 г на 1 м3 эмульсии и зависит
от ее исходной щелочности.
Отработанная СОЖ собирается в приемном
баке 1, откуда их перекачивают в реакторный резервуар 2. В этом резервуаре к жидкости добавляют
деэмульгатор, который способствует разделению эмульсии
на воду и масло, и небольшое количество сульфата алюминия.
Эмульсию перемешивают, нагревают до температуры 82 °C и отстаивают сутки. Образуется три слоя: чистое масло, вода и промежуточный слой тонкодисперсной эмульсии. Чистое масло отбирается сверху и вновь используется как эмульсол.
Вода поступает вниз в бак, где к ней добавляют флокулянт. Далее вода фильтруется и используется для приготовления свежей эмульсии.
Промежуточный слой, содержащий воду и масло, выпускается в отстойник 3, где выдерживается в течение суток. Со дна отстойника
удаляются грязь и вода, а всплывшее масло откачиваются и через фильтр
4 направляется в смесительный резервуар 5, где перемешивается и в составе эмульсии из бака 6 возвращается в производство для повторного использования. Весь цикл регенерации продолжается около двух суток. Данная система подходит предприятиям, которые используют СОЖ в больших количествах. Схема регенерации эмульсии
СОЖ методом коагуляции показана на Рисунке 2.
Основным недостатком этого метода является большой
расход реагентов, процесс
коагуляции приводит
к большим
объемам осадков, обезвреживание и утилизация которых
представляет трудности. Вследствие этого, для очистки воды требуются дополнительные затраты на ее очистку.
Для предприятий, которые используют
СОЖ в небольших количествах, подходит
следующая схема регенерации, которая
заключается в удалении из эмульсий
СОЖ посторонних примесей,
их обеззараживание с помощью добавки (гексахлорофен, фурацилин, бактерициды типа “Вазин”
и “Азин”) (Рисунок
3).
Отработанную СОЖ направляют в сборный
резервуар 1, где отстаивают в течение
6 часов от взвеси и масла. Всплывшее масло направляется в сборник масла 8, а шлам – в сборник шлама 7. Шлам направляется на центрифугу (малогабаритную) 9 для обезвоживания. Из сборника
1 для удаления тонкой
взвеси эмульсию подают на фильтр-транспортер с бумажной
лентой 2, после чего она поступает в емкость для регенерации 3. В эту емкость из баков-дозаторов добавляют: из бака 4 - эмульсол-пасту (смесь эмульсола
с водой в соотношении 1:1), из бака 5 – воду, из бака 6 – бактерицидный раствор. Смесь перемешивают, отстаивают, удаляют всплывшее масло и возвращают в производство. Однако
регенерация отработанной СОЖ возможна только
в том случае, если в 1 мл жидкости содержится менее 100 млн. бактерий. В противном случае отработанная СОЖ подлежит сбросу на очистительные сооружения.
Процесс фильтрации эмульсии происходит с применением фильтр-транспортера с бумажной лентой
для очистки СОЖ на водной основе. Они предназначены для очистки смазочно-охлаждающей жидкости с вязкостью 1-1,5 мм2/с на водной основе от механических примесей [3]. В качестве
фильтровального элемента применяется фильтровальная бумага, которая обеспечивает требуемую тонкость очистки жидкости
и обладает необходимой прочностью
и пропускной способностью.
Основным достоинством этого способа является
возможность возврата эмульсии
СОЖ в производство за счет удалении
механических примесей и ее обеззараживания. При замкнутом оборотном
цикле использования и регенерации эмульсий
резко сокращаются количества сточных вод, уменьшаются затраты на закупку концентрата СОЖ, на сдачу отработанного масла,
что экономически выгодно предприятию.
Список литературы
1.
Патент 2060780
РФ «Способ разделения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей» / доц. Автономова Е. Н. - № 94001005.
2. Худобин, Л.В. Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием: Справочник
/ Л.В. Худобин, А.П. Бабичев,
Е.М. Булыжёв и др. - М.: Машиностроение, 2006. - 544 с.
3.
Фильтры - транспортеры Х44-33 для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей
(СОЖ). Паспорт. СССР, Москва, Внешторгиздат, 1988 год
